健身房动感单车发电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种健身房动感单车发电系统，包括动感单车、传动装置、永磁发电机、整流滤波电路、直流稳压斩波电路、第一PWM控制器、第二PWM控制器、检测电压模块、蓄电池和逆变电路。动感单车通过传动装置带动永磁发电机发电，产生的三相交流电经过整流滤波电路后输出电压脉动的直流电，电压脉动的直流电经过直流稳压斩波电路输出幅值稳定的直流电压，幅值稳定的直流电压经过逆变电路后输出电压、频率稳定的交流电，而第一PWM控制器用于控制直流稳压斩波电路的输出，第二PWM控制器用于控制逆变电路的输出,检测电压模块用于检测直流稳压斩波电路的输出并据此来控制蓄电池的充放电。本发明专利技术结构合理，实用性强，具有广泛的应用前景。

Gymnasium bicycle power generation system

The invention discloses a gym spinning power system, including spinning, transmission device, permanent magnet generator, rectifier and filter circuit, DC chopper circuit, the first second PWM controller, PWM controller, voltage detection module, battery and inverter circuit. Spinning drives the permanent magnet generator through a transmission device, DC three-phase alternating current generated by the rectifier filter circuit output voltage ripple, DC voltage ripple through DC voltage DC chopper circuit output voltage stability, DC voltage amplitude stability through the inverter circuit output voltage and frequency stability of the alternating current, and the first PWM the controller for output control of DC chopper circuit, second PWM controller is used to control the output of the inversion circuit, charge discharge voltage detection module is used for detecting the output DC chopper circuit and accordingly to control the battery. The invention has the advantages of reasonable structure, strong practicability and wide application prospect.

【技术实现步骤摘要】
健身房动感单车发电系统
本专利技术涉及节能产品，尤其涉及一种健身房动感单车发电系统。
技术介绍
在新能源日新月异的今天，节能产品层出不穷，而健身房发电产品无疑是具有规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。普通民众也可以广泛参与，通过锻炼身体和发电进行巧妙结合，从而获得“绿色能源”。在举国上下为构建节约型社会而不懈奋斗的今天，健身房发电以降低运营成本为根本保障，开发新能源为最终目标，具有广阔的市场空间和深远的推广意义。
技术实现思路
为了将锻炼身体与发电结合起来，使能源获得有效利用，本专利技术提出一种健身房动感单车发电系统。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种健身房动感单车发电系统，包括动感单车、传动装置、永磁发电机、整流滤波电路、直流稳压斩波电路、第一PWM控制器、第二PWM控制器、检测电压模块、蓄电池和逆变电路；所述动感单车通过所述传动装置带动所述永磁发电机的转子转动，所述永磁发电机的定子输出电压、频率脉动的三相交流电给所述整流滤波电路，经所述整流滤波电路后变为电压脉动的直流电；所述蓄电池为所述第一PWM控制器供电，所述第一PWM控制器用以控制所述直流稳压电路的开关器件的占空比，使电压脉动的直流电经过所述直流稳压斩波电路后输出幅值稳定的直流电压；所述蓄电池为所述第二PWM控制器供电，所述第二PWM控制器用以控制所述逆变电路的开关器件的占空比，使幅值稳定的直流电压经过所述逆变电路后输出电压、频率稳定的交流电；所述直流稳压斩波电路输出的直流电压用于向第一外围用电设备供电，所述逆变电路输出的交流电用于向第二外围用电设备供电；所述直流稳压斩波电路通过所述电压检测模块与所述蓄电池电连接，当所述电压检测模块检测到所述直流稳压斩波电路输出的直流电压正常时，所述直流稳压斩波电路向所述蓄电池充电；当所述电压检测模块检测到所述直流稳压斩波电路输出的直流电压不正常时，所述蓄电池向所述第一外围用电设备供电以及通过第二PWM控制器和逆变器向第二外围设备供电。较佳的，所述传动装置为皮带传动的塔轮结构，所述塔轮结构用以提高转速来带动所述永磁发电机的转子转动。较佳的，所述整流滤波电路采用单相桥式整流滤波电路。较佳的，所述直流稳压斩波电路包括第一电感、开关管、二极管和第二电容，所述整流滤波电路向所述直流稳压斩波电路提供第一直流电压源，所述第一电感的一端连接所述第一直流电压源的正极，另一端分别连接所述二极管的阳极和所述开关管的集电极，所述开关管的发射极连接所述第一直流电压源的负极，所述第一PWM控制器与所述开关管的基极连接，用以控制所述开关管的导通和截止；所述二极管的阴极分别连接所述第二电容的一端和所述第一外围用电设备的一端，所述第二电容的另一端和所述第一外围用电设备的另一端均连接直流电压源的负极。较佳的，所述逆变电路包括第三电容、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管和第二电感，所述直流稳压斩波电路向所述逆变电路提供第二直流电压源，所述第三电容的一端、第一开关管的集电极、第三开关管的集电极分别连接所述第二直流电压源的正极，所述第一开关管的发射极分别连接所述第二开关管的集电极，所述第二外围用电设备的一端，所述第二外围用电设备的另一端连接所述第二电感的一端，所述第二电感的另一端分别连接所述第三开关管的发射极和所述第四开关管的集电极，所述第三电容的另一端、第二开关管的发射极和第四开关管的发射极分别连接所述第二直流电压源的负极，所述第二PWM控制器分别与所述第一开关管的基极、第二开关管的基极、第三开关管的基极和第四开关管的基极连接，用以控制所述第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管的导通和截止。较佳的，所述逆变电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管，所述第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管分别反向并联在所述第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管的集电极和发射极之间。与现有技术相比，本专利技术的技术方案带来的有益技术效果是：本专利技术的传动装置可以根据骑车的转速和永磁发电机的转速来确定传动比范围，具有噪声小、效率高、传动平稳等优点；本专利技术的永磁发电机采用自启动式稳压器无需外加励磁电源，在传动装置的驱动下即可发电，特别适合在潮湿或灰尘多的恶劣环境下工作；本专利技术的蓄电池用于储存多余的发电量，同时，当动感单车转动的时候，蓄电池为PWM控制器提供电能，PWM控制器控制直流稳压斩波电路输出幅值稳定的直流电压以及控制逆变电路输出电压、频率稳定的交流电，从而为第一外围设备提供直流电和为第二外围设备提供交流电；当动感单车停止转动的时候，蓄电池可以直接为第一外围设备提供直流电以及通过PWM控制器和逆变电路为第二外围设备提供交流电；本专利技术提供的发电系统设计巧妙，应用范围广，实用性强；其可以为手机、MP3等电子设备充电，方便人们一边听音乐一边锻炼身体，增加了锻炼过程中的趣味性。附图说明图1为本专利技术的健身动感单车发电系统的结构示意图；图2为本专利技术的传动装置的结构示意图；图3为本专利技术的整流滤波电路的原理图；图4为本专利技术的直流稳压斩波电路的原理图；图5为本专利技术的逆变电路的原理图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的各实施方式进行详细的阐述。如图1所示，由于永磁发电机提供的电源并不是理想的正弦波，电压波动、频率波动、波形畸变和瞬时停电等情况都可能使敏感设备停止运行，甚至损坏设备中的元器件，因此本专利技术提供了一种健身房动感单车发电系统。本发电系统中，动感单车通过传动装置带动永磁发电机的转子转动，永磁发电机的定子输出电压、频率脉动的三相交流电给整流滤波电路，经整流滤波电路后变为电压脉动的直流电；所述蓄电池为第一PWM控制器供电，第一PWM控制器用以控制直流稳压电路的开关器件的占空比，使电压脉动的直流电经过直流稳压斩波电路后输出幅值稳定的直流电压；所述蓄电池为第二PWM控制器供电，第二PWM控制器用以控制逆变电路的开关器件的占空比，使幅值稳定的直流电压经过逆变电路后输出电压、频率稳定的交流电；直流稳压斩波电路输出的直流电压用于向第一外围用电设备供电，逆变电路输出的交流电用于向第二外围用电设备供电；直流稳压斩波电路通过电压检测模块与蓄电池电连接，当电压检测模块检测到直流稳压斩波电路输出的直流电压正常时，直流稳压斩波电路向蓄电池充电；当电压检测模块检测到直流稳压斩波电路输出的直流电压不正常时，蓄电池向第一外围用电设备以及通过第二PWM控制器和逆变器向第二外围用电设备供电。该设计中，电压检测模块用于控制蓄电池的充放电，起到保护蓄电池的作用。如图2所示，传动装置采用塔轮结构来实现转速可调功能。塔轮结构通过皮带传动，而皮带具有噪声小、效率高、弹性好、弹性好、传动平稳等优点。该设计可以根据普通成年人骑车的转速和发电机的转速来确定塔轮结构的传动比范围，根据动感单车后轮的轮胎宽度和发电机的转子的宽度来确定皮带轮的直径。如图3所示，整流滤波电路采用单相桥式整流滤波电路，用于将永磁发电机提供的三相交流电变成电压脉动的直流电。单相桥式整流滤波器包括变压器Tr、整流电桥、第一电容C1和第一电阻R1，第一电阻R1是直流供电的负载电阻，四个整流二极管D1-D4接成电桥的形式，第一电容C1起到平波的作用。当变压器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种健身房动感单车发电系统，其特征在于，包括动感单车、传动装置、永磁发电机、整流滤波电路、直流稳压斩波电路、第一PWM控制器、第二PWM控制器、检测电压模块、蓄电池和逆变电路；所述动感单车通过所述传动装置带动所述永磁发电机的转子转动，所述永磁发电机的定子输出电压、频率脉动的三相交流电给所述整流滤波电路，经所述整流滤波电路后变为电压脉动的直流电；所述蓄电池为所述第一PWM控制器供电，所述第一PWM控制器用以控制所述直流稳压电路的开关器件的占空比，使电压脉动的直流电经过所述直流稳压斩波电路后输出幅值稳定的直流电压；所述蓄电池为所述第二PWM控制器供电，所述第二PWM控制器用以控制所述逆变电路的开关器件的占空比，使幅值稳定的直流电压经过所述逆变电路后输出电压、频率稳定的交流电；所述直流稳压斩波电路输出的直流电压用于向第一外围用电设备供电，所述逆变电路输出的交流电用于向第二外围用电设备供电；所述直流稳压斩波电路通过所述电压检测模块与所述蓄电池电连接，当所述电压检测模块检测到所述直流稳压斩波电路输出的直流电压正常时，所述直流稳压斩波电路向所述蓄电池充电；当所述电压检测模块检测到所述直流稳压斩波电路输出的直流电压不正常时，所述蓄电池向所述第一外围用电设备供电以及通过第二PWM控制器和逆变器向第二外围设备供电。...

【技术特征摘要】
1.一种健身房动感单车发电系统，其特征在于，包括动感单车、传动装置、永磁发电机、整流滤波电路、直流稳压斩波电路、第一PWM控制器、第二PWM控制器、检测电压模块、蓄电池和逆变电路；所述动感单车通过所述传动装置带动所述永磁发电机的转子转动，所述永磁发电机的定子输出电压、频率脉动的三相交流电给所述整流滤波电路，经所述整流滤波电路后变为电压脉动的直流电；所述蓄电池为所述第一PWM控制器供电，所述第一PWM控制器用以控制所述直流稳压电路的开关器件的占空比，使电压脉动的直流电经过所述直流稳压斩波电路后输出幅值稳定的直流电压；所述蓄电池为所述第二PWM控制器供电，所述第二PWM控制器用以控制所述逆变电路的开关器件的占空比，使幅值稳定的直流电压经过所述逆变电路后输出电压、频率稳定的交流电；所述直流稳压斩波电路输出的直流电压用于向第一外围用电设备供电，所述逆变电路输出的交流电用于向第二外围用电设备供电；所述直流稳压斩波电路通过所述电压检测模块与所述蓄电池电连接，当所述电压检测模块检测到所述直流稳压斩波电路输出的直流电压正常时，所述直流稳压斩波电路向所述蓄电池充电；当所述电压检测模块检测到所述直流稳压斩波电路输出的直流电压不正常时，所述蓄电池向所述第一外围用电设备供电以及通过第二PWM控制器和逆变器向第二外围设备供电。2.根据权利要求1所述的健身房动感单车发电系统，其特征在于，所述传动装置为皮带传动的塔轮结构，所述塔轮结构用以提高转速来带动所述永磁发电机的转子转动。3.根据权利要求2所述的健身房动感单车发电系统，其特征在于，所述整流滤波电路采用单相桥式整流滤波电路。4.根据权利要求3所述的健身房动感单车发电系统，其特征在于，所述直流稳压斩波电路包括第一电感、开关管、二...

【专利技术属性】
技术研发人员：宗剑，丰飞，卢聪聪，闫娜云，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：上海,31